電源使用說明
2024-10-21 來自: 陜西聯控機電設備有限責任公司 瀏覽次數:944
◆使用說明
選好用好電源對設備的開發進度和系統的整體性能有非常重要的意義,對設備的可靠運行至關重要。下面就電源選擇和使用過程中的一些常見問題進行說明。
◆使用前的注意事項
電源使用之前應先閱讀如下警告和注意事項。不正確的應用可能導致電擊、電源的損壞、著火或其他危險的發生。
1)請確認已按照規格書的要求正確連接電源輸入輸出引腳和控制信號的引腳。
2)電源屬于元器件,安裝和使用必須經專業設計人員進行前期應用設計。
3)如果初級供電電源屬于危險電壓,絕緣與接地必須符合GB4943-2001的相關規定。
4)電源輸出屬于危險能量,確保終端用戶不能直接接觸。
5)設備制造商必須保證電源輸入端、輸出端不易被服務工程師誤操作或遺落金屬部件造成短路。
6)本應用文檔的更改不能保證及時通知客戶,請注意最新的應用說明。
◆輸入電壓
在選擇輸入電壓規格時應明確系統將應用地區的輸入電壓的范圍,以交流輸出為例,常用的輸入電壓規格AC110V、AC220V、以及通用輸入電壓(AC85~265V)三種規格。如要出口美、日等市電為AC110V的國家,可以選擇110V交流輸入的電源;在國內使用或出口國家的市電為AC220V的國家,可以選擇220V交流輸入或選擇通用電壓輸入的電源。
在選定輸入電壓規格后,應明確輸入電壓范圍,一般來講±20%的輸入電壓范圍在城市及大部分地區已經能夠滿足要求。如果系統所使用的電網電壓偏離或波動較大,如:電力系統,小水電,偏僻鄉村,動力電三相不平衡等,應選擇輸入電壓范圍較寬的電源。
◆電源的散熱
電源部件的溫度是影響MTBF的最重要因素,要提高電源的可靠性,解決電源的散熱設計是非常重要的。在電源規定的溫度范圍內工作,可以保證電源的各項技術指標,如果超出允許的溫度范圍,可能會引起電源的某些指標達不到要求。甚至引起電源的壽命縮短甚至損壞。當需要電源在超出規定溫度上限工作時,建議采用降額使用法。
電源在工作時會消耗一部分功率,并以熱量的形式釋放出來,所以用戶在進行系統設計時(尤其是封閉的系統)應考慮電源散熱的問題。如果系統能形成良好的自然對流風道,且電源位于風道上,可以考慮選擇自然冷卻的電源;如果系統通風較差,或系統內部溫度較高,可以考慮風冷的電源。
◆特殊場合的電源使用
一些特殊負載如電機、燈泡、大型繼電器等沖擊性負載時,瞬間電流很大,需告知電源廠家,以便進行專門設計。特殊行業有特殊要求,如醫療儀器用的開關電源絕緣耐壓需在AC3.75KV以上,對地漏電流也有要求,選用電源時應明確這些要求。
◆輸出功率
電源出廠前都經過嚴格老化測試實驗,可以在額定環境下滿載工作一年乃至數年以上。合理選擇電源的輸出功率,和其他電子產品一樣,適當降額使用,可以延長電源的使用壽命。
◆輸出紋波與噪聲
輸出紋波和噪聲是指疊加在輸出直流電壓上的交流分量,其指標為在額定輸入電壓和指定輸出負載(阻性)范圍內,紋波噪聲的最大值,一般以mV為單位。噪聲對電路作用的形態有兩種:一種是差模(串模)噪聲,一種是共模噪聲。在一定條件下共模噪聲會轉化為差模噪聲。開關電源會產生或傳遞共模和差模兩種噪聲,所以在測量開關電源的紋波噪聲時,使用不同的測量方法會導致不同的測量結果。
電源指標中所給出的開關電源輸出紋波噪聲,通常是指有紋波和高頻開關噪聲兩個不同的分量所構成的差模噪聲。如下圖所示。第一部分由開關電源的基波開關頻率和高次諧波分量構成,電源模塊的開關頻率通常在50kHz至1MHz之間。第二部分是頻率范圍在10kHz至50MHz之間的高頻開關噪聲,此噪聲是由各種開關元件的開關脈沖的上升沿和下降沿產生的。

共模噪聲可能導致差模噪聲測量誤差。如將普通示波器探頭接到+Vo,而使用較長的地線連接到輸出地,那么(差模)測量結果就會產生很大的誤差。這是由于共模電流通過示波器的接地線流回噪聲源產生的。
如果正輸出到大地阻抗和負輸出到大地的阻抗相同,那么兩路電流是相等的,在這種情況下測量時共模電壓相互抵消而不會在示波器上顯示。
通常情況下環路阻抗并不均衡,共模電流在兩條輸出回路上會產生不同的壓降,這個電位差會在示波器上顯示。另外,非屏蔽的導線即使很短也會形成非常明顯的天線效應,該導線可以感應到周圍熒光燈、電機、電氣設備、被測設備或其它干擾所輻射的隨機噪聲。
業界所推薦的測試紋波噪聲的方法均不覆蓋共模噪聲的測量。目的是在信號中含有共模噪聲的情況下,有效的規避共模干擾,準確測量紋波噪聲。對于共模噪聲的測試和控制參照FCC、CISPR(國際無線電干擾特別委員會)、VDE等機構所制定的關于EMI方面的標準執行。
為使模塊電源準確測量輸出紋波噪聲,通常采用靠接法、同軸電纜測試法和雙絞線測試法等。
1)靠接法
靠接法的示意圖如下圖所示,用20MHz帶寬的模擬示波器或帶寬限制為20MHz的數字示波器記錄模塊電源在輸入電壓和負載范圍內輸出電壓的最大峰峰值。采用靠接法測試必須除去示波器的電線,直接在模塊電源輸出管腳之間靠接測試,靠接時盡量在輸出插針的根部測量,可避免空間輻射和共模干擾導致的數據失真,這一方法僅適合與輸出管腳比較近的場合。

2)同軸電纜測試法
同軸電纜測試法的示意圖如下圖所示,用20MHz帶寬的模擬示波器或帶寬限制為20MHz的數字示波器記錄模塊電源在輸入電壓和負載范圍內輸出電壓的最大峰峰值。采用同軸電纜測試法測試必須去除示波器的地線,通過90±10cm長度的測試電纜接至示波器的測試探頭。

3)雙絞線測試法
電源放置在一個離接地板25mm之上的地方,接地板由鋁或銅板構成。電源的輸出公共端和AC輸入地端直接與接地板相連,接地板應該很粗,而且不長于50mm。
用16AWG銅線做成300mm長的雙絞線,一端接電源輸出,另一端并聯一只47μF的鉭電容,再接到示波器上。電容的引線應盡可能短,示波器探頭的地線應盡可能加到地線環,示波器帶寬不小于50Hz,示波器本身交流應接地。

◆AC-DC模塊電源應用安全設計
1)標示要求
在保險絲、保護地、開關處必須按照安規要求明確標識規格和符號,能夠觸及的危險電壓和能量貼危險警告標識。
2)電氣間隙和爬電距離
對于屬于l類設備的應用環境,用戶應注意確保L和N在保險絲之前以及輸入和金屬外殼之間電氣間隙大于2mm,爬電距離大于2.5mm;對于II類設備(依靠加強絕緣或雙重絕緣防止雷擊),確保L和N在保險絲之前電氣間隙大于2mm,爬電距離大于2.5mm,輸入和金屬外殼或SELV電路之間電氣間隙大于4mm,爬電距離大于8mm。
3)輸入端能量
輸入側如電容較大,可以增加放電電阻保證輸入插頭或連接器斷開后,輸入端L、N和保護地兩兩之間的滯留電壓在1秒之內泄放到其最大值的37%以下。
電源接線的選用
電源的接線應選用符合標準的電線,以免出現安全問題。用戶可根據電源的輸出電流從下表選擇電線的線號。當負載距電源距離較遠時,可由電線長度計算出電線電阻和電線壓降,合理選擇電源的電壓。(見下表)
